DE102017001828B3 - Transport device for transporting objects from workstation to workstation of a production facility and production facility for the production of products with such a transportation facility - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung zum Transport von Objekten von Arbeitsstation zu Arbeitsstation einer Produktionsanlage. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Produktionsanlage zur Herstellung von Produkten, insbesondere von mit einem medizinischen Produkt befüllten Behältnissen. Die erfindungsgemäße Transporteinrichtung verfügt über eine ortsfeste Baugruppe 2, einen um eine Drehachse 4 in aufeinanderfolgenden Arbeitstakten drehbaren Objektträger 3, eine Mehrzahl von umfangsmäßig verteilt angeordneten relativ zum Objektträger auf einer Kreisbahn 8kreis bewegbaren Objekt-Trägerelementen 6, denen Koppelelemente 14 zugeordnet sind, die jeweils nur eine erste Schaltstellung oder eine zweite Schaltstellung einnehmen können. In der ersten Schaltstellung ist das Koppelelement 14 mit der ortsfesten Baugruppe 2 in Eingriff und mit dem drehbaren Objektträger 3 außer Eingriff, so dass das dem Koppelelement zugeordnete Objekt-Trägerelement an einer Arbeitsstation verbleibt, während in der zweiten Schaltstellung das Koppelelement 14 mit der ortsfesten Baugruppe 2 außer Eingriff ist und mit dem drehbaren Objektträger 3 im Eingriff ist, so dass das dem Koppelelement zugeordnete Objekt-Trägerelement von Arbeitsstation zu Arbeitsstation bewegt wird.The invention relates to a transport device for transporting objects from workstation to workstation of a production facility. Moreover, the invention relates to a production plant for the production of products, in particular filled with a medical product containers. The transport device according to the invention has a fixed assembly 2, a rotatable about an axis of rotation 4 in successive work stages slide 3, a plurality of circumferentially distributed relative to the slide on a circular path 8kreis movable object support elements 6, which coupling elements 14 are assigned, each only a first switching position or a second switching position can take. In the first switching position, the coupling element 14 with the stationary assembly 2 in engagement and with the rotatable slide 3 is disengaged, so that the coupling element associated with the object carrier element remains at a workstation, while in the second switching position, the coupling element 14 with the stationary assembly 2 is disengaged and is engaged with the rotatable slide 3 so that the object carrier element associated with the coupling element is moved from workstation to workstation.
Description
Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung zum Transport von Objekten von Arbeitsstation zu Arbeitsstation einer Produktionsanlage mit einer ortfesten Baugruppe, einem um eine Drehachse in aufeinanderfolgenden Arbeitstakten drehbaren Objektträger, einer Mehrzahl von umfangsmäßig verteilt angeordneten relativ zum Objektträger auf einer Kreisbahn bewegbaren Objekt-Trägerelementen zur Ablage von einem oder mehreren Objekten und einer Antriebeinheit zum Antrieb des Objektträgers. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Produktionsanlage zur Herstellung von Produkten, insbesondere von mit einem medizinischen Produkt befüllten Behältnissen.The invention relates to a transport device for transporting objects from workstation to workstation of a production plant with a stationary assembly, a rotatable about a rotation axis in successive work stages slide, a plurality of circumferentially distributed relative to the slide on a circular path movable object support elements for storage of a or more objects and a drive unit for driving the slide. Moreover, the invention relates to a production plant for the production of products, in particular filled with a medical product containers.
In Produktionsanlagen zur Herstellung von Produkten finden zum Transport der Produkte von Arbeitsstation zu Arbeitsstation Drehtische Verwendung, die auch als Rundtische oder Rundschalttische bezeichnet werden. Die bekannten Rundschalttische weisen einen kreisrunden Objektträger auf, der um eine vertikale Achse drehbar ist. Der Objektträger wird von einer Antriebseinheit angetrieben. Der Objektträger dreht sich während der Produktion in einzelnen Arbeitstakten im oder entgegen dem Uhrzeigersinn.In production plants for the production of products, rotary tables are used for the transport of the products from workstation to workstation, which are also referred to as rotary tables or rotary indexing tables. The known rotary indexing tables have a circular slide, which is rotatable about a vertical axis. The slide is driven by a drive unit. The slide rotates clockwise or counterclockwise during production in individual work cycles.
Die Arbeitsstationen sind um den Objektträger umfangsmäßig verteilt angeordnet. Die zu bearbeitenden Objekte befinden sich umfangsmäßig verteilt auf dem Objektträger. Durch Drehen des Objektträgers können die Objekte von Arbeitsstation zu Arbeitsstation transportiert werden. Die Arbeitsstationen führen an den Objekten jeweils einen Arbeitsprozess aus, der einen oder mehrere Produktionsschritte umfassen kann. Die Objekte können auf dem Objektträger in Objekt-Trägerelementen angeordnet sein, die ein oder mehrere Objekte aufnehmen. Die Objekte können herzustellende Produkte (Waren) oder zu bearbeitende Werkstücke oder Prüfgegenstände sein.The workstations are arranged circumferentially distributed around the slide. The objects to be processed are distributed circumferentially on the slide. By rotating the slide, the objects can be transported from workstation to workstation. The workstations each execute a work process on the objects, which may include one or more production steps. The objects may be disposed on the slide in object support members that receive one or more objects. The objects can be products to be produced (goods) or workpieces or test objects to be processed.
Die bekannten Rundschalttische verfügen über Objektträger, auf denen die Objekt-Trägerelemente relativ zueinander unbeweglich angeordnet sind. Sie sind in vorgegebenen Abständen umfangsmäßig verteilt auf dem Objektträger befestigt. In Verbindung mit den ortsfesten Arbeitsstationen werden die Objekt-Trägerelemente allein durch die Drehung des Objektträgers in die entsprechende Position gegenüber der jeweiligen Arbeitsstation gebracht. Dort verharren die Objekt-Trägerelemente zwangsläufig solange, bis die Arbeitsstation den Arbeitsprozess durchgeführt hat.The known rotary indexing tables have slides on which the object-carrier elements are arranged immovable relative to each other. They are fixed at predetermined intervals distributed circumferentially on the slide. In conjunction with the fixed workstations, the object support elements are brought into the corresponding position relative to the respective workstation solely by the rotation of the slide. There, the object support elements inevitably remain until the workstation has performed the work process.
Eine Produktionsanlage verfügt im Allgemeinen über Arbeitsstationen mit unterschiedlichen Prozesszeiten. Dabei wird die schrittweise Drehung des Objektträgers im Wesentlichen durch die Dauer des längsten Prozesses bestimmt. Aufgrund des Stillstandes des Objektträgers während eines Arbeitsprozesses mit einer langen Prozesszeit, der vorgegebenen Abstände der Objekt-Trägerelemente und der schrittweisen Drehung des Objektträgers um einen vorgegebenen Drehwinkel ist auch für die Arbeitsprozesse mit kurzen Prozesszeiten zur Bearbeitung jedes Objektes jeweils eine eigene Arbeitsstation erforderlich. Diese Arbeitsstationen kommen allerdings nur kurz zum Einsatz, so dass die Auslastung dieser Arbeitsstationen gering ist. Dies ist mit hohen Investitionen und Betriebskosten verbunden und wenig effizient. Zudem steigt mit der Anzahl der Arbeitsstationen die Ausfallwahrscheinlichkeit der Produktionsanlage. Solche Produktionsanlagen zeichnen sich durch eine hohe Komplexität und eine fehlende Zugänglichkeit der Komponenten aus.A production facility generally has workstations with different process times. The stepwise rotation of the slide is essentially determined by the duration of the longest process. Due to the stoppage of the slide during a work process with a long process time, the predetermined distances of the object support elements and the stepwise rotation of the slide by a predetermined angle of rotation also for the work processes with short process times for processing each object each have their own workstation required. However, these workstations are used only briefly, so that the utilization of these workstations is low. This is associated with high investment and operating costs and low efficiency. In addition, the probability of failure of the production plant increases with the number of workstations. Such production facilities are characterized by high complexity and lack of accessibility of the components.
Wenn das Produktionsverfahren Arbeitsprozesse mit unterschiedlichen Prozesszeiten umfasst, ist aus den oben genannten Gründen der Einsatz einer Transporteinrichtung von Vorteil, bei dem der Objektträger und die Objekt-Trägerelemente keine starre Anordnung darstellen, so dass einige Objekt-Trägerelemente an Arbeitsstationen mit einer langen Prozesszeit verbleiben können, während andere Objekt-Trägerelemente von Arbeitsstation zu Arbeitsstation transportiert und die jeweiligen Arbeitsprozesse ausgeführt werden können.If the production method involves work processes with different process times, it is advantageous for the reasons mentioned above to use a transport device in which the object carrier and the object carrier elements do not constitute a rigid arrangement, so that some object carrier elements can remain at workstations with a long process time While other object-carrier elements transported from workstation to workstation and the respective work processes can be performed.
Bei der Steuerung einer Transporteinrichtung stellt sich generell das Problem, dass die Position der einzelnen Objekt-Trägerelemente in Bezug auf die ortsfesten Arbeitsstationen bekannt sein muss, um eine korrekte Zuordnung der Objekt-Trägerelemente und den Arbeitsstationen sicherstellen zu können. Die bekannten Rundschalttische verfügen daher über einen Drehwertgeber, der die Drehstellung des Drehtisches ermittelt. Wenn die Drehstellung des Objektträgers bekannt ist, kann auf die Position der Objekt-Trägerelemente auf dem Objektträger geschlossen werden. Dies setzt aber voraus, dass die Objekt-Trägerelemente mit dem Objektträger in einer vorgegebenen Anordnung fest verbunden sind. Ansonsten wäre die Bestimmung der Drehstellung des Objektträgers nicht ausreichend.In the control of a transport device there is generally the problem that the position of the individual object carrier elements with respect to the fixed workstations must be known in order to be able to ensure a correct allocation of the object carrier elements and the workstations. The known rotary indexing tables therefore have a rotary encoder which determines the rotational position of the turntable. If the rotational position of the slide is known, it is possible to deduce the position of the object carrier elements on the slide. However, this requires that the object carrier elements are firmly connected to the slide in a predetermined arrangement. Otherwise, the determination of the rotational position of the slide would not be sufficient.
Der Betrieb einer Transporteinrichtung setzt eine Initialisierung voraus, in der die einzelnen Komponenten in eine definierte Grundstellung gefahren werden. In der Praxis ist von Bedeutung, dass die Transporteinrichtung auch nach einem Störfall, beispielsweise einem Stromausfall oder einem Not-Halt, den Betrieb wieder schnell aufnehmen kann.The operation of a transport device requires an initialization, in which the individual components are moved to a defined basic position. In practice, it is important that the Transport device even after an accident, such as a power failure or an emergency stop, the operation can quickly resume.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transporteinrichtung zum Transport von Objekten von Arbeitsstation zu Arbeitsstation einer Produktionsanlage bereitzustellen, die einen relativ einfachen Aufbau hat und eine flexible Gestaltung des Produktionsprozesses erlaubt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine Produktionsanlage zur Herstellung von Produkten zu schaffen, die einen relativ einfachen Aufbau hat und eine flexible Gestaltung des Produktionsprozesses erlaubt.The invention has for its object to provide a transport device for transporting objects from workstation to workstation of a production plant, which has a relatively simple structure and allows a flexible design of the production process. Another object of the invention is to provide a production line for the production of products, which has a relatively simple structure and allows a flexible design of the production process.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The solution of these objects is achieved according to the invention with the features of the independent claims. The dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.
Die erfindungsgemäße Transporteinrichtung zum Transport von Objekten von Arbeitsstation zu Arbeitsstation einer Produktionsanlage verfügt über eine ortsfeste Baugruppe, einen in aufeinanderfolgenden Arbeitstakten um eine Drehachse drehbaren Objektträger und eine Mehrzahl von umfangsmäßig verteilt angeordneten relativ zum Objektträger auf einer Kreisbahn bewegbaren Objekt-Trägerelementen zur Ablage von einem oder mehreren Objekten sowie eine Antriebeinheit zum Antrieb des Objektträgers.The transport device according to the invention for transporting objects from workstation to workstation of a production facility has a fixed assembly, a slide rotatable about successive workstations about a rotation axis and a plurality of circumferentially distributed relative to the slide on a circular path movable object support elements for filing one or several objects and a drive unit for driving the slide.
Unter der ortsfesten Baugruppe wird der stationäre Teil der Transporteinrichtung verstanden. Die ortsfeste Baugruppe bildet den Stator und der Objektträger den Rotor mit Antrieb der Transporteinrichtung. Unter Objekt-Trägerelementen werden sämtliche Elemente verstanden, auf denen ein oder mehrere Objekte abgelegt oder angeordnet werden können. Die Objekte können auf den Objekt-Trägerelementen lose liegen oder auf den Objekt-Trägerelementen fixiert sein.Under the stationary assembly of the stationary part of the transport device is understood. The fixed assembly forms the stator and the slide the rotor with drive of the transport device. Under object support elements all elements are understood on which one or more objects can be stored or arranged. The objects may be loose on the object support elements or fixed on the object support elements.
Die erfindungsgemäße Transporteinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Objekt-Trägerelemente auf einer Kreisbahn relativ zum Objektträger verschiebbar geführt sind. Folglich stellt der Objektträger zusammen mit den Objekt-Trägerelementen keine starre Anordnung dar. Die Objekt-Trägerelemente können gegenüber dem Objektträger frei verschoben werden und verfügen nicht über eigene Antriebe. Zum Antrieb des Objektträgers ist eine Antriebseinheit vorgesehen. Die Antriebseinheit kann beispielsweise ein elektromotorischer Antrieb sein.The transport device according to the invention is characterized in that the object carrier elements are guided displaceably on a circular path relative to the slide. Consequently, the slide together with the object support elements does not constitute a rigid arrangement. The object support elements can be moved freely relative to the slide and do not have their own drives. To drive the slide a drive unit is provided. The drive unit may be, for example, an electric motor drive.
Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Transporteinrichtung dadurch aus, dass den Objekt-Trägerelementen Koppelelemente zugeordnet sind, die zusammen mit den Objekt-Trägerelementen gedreht werden. Die Koppelelemente können jeweils nur eine erste Schaltstellung oder eine zweite Schaltstellung einnehmen. In der ersten Schaltstellung ist das Koppelelement mit der ortsfesten Baugruppe in Eingriff und mit dem drehbaren Objektträger außer Eingriff, so dass das dem Koppelelement zugeordnete Objekt-Trägerelement an einer Arbeitsstation verbleibt, während in der zweiten Schaltstellung das Koppelelement mit der ortsfesten Baugruppe außer Eingriff ist und mit dem drehbaren Objektträger im Eingriff ist, so dass das dem Koppelelement zugeordnete Objekt-Trägerelement von Arbeitsstation zu Arbeitsstation bewegt wird.In addition, the transport device according to the invention is characterized in that the object-carrier elements are associated with coupling elements which are rotated together with the object-carrier elements. The coupling elements can each occupy only a first switching position or a second switching position. In the first switching position, the coupling element with the stationary assembly in engagement and with the rotatable slide out of engagement, so that the coupling element associated with the object carrier element remains at a workstation, while in the second switching position, the coupling element with the stationary assembly is disengaged and with the rotatable slide is engaged, so that the coupling element associated with the object-carrier element is moved from workstation to workstation.
Die Betätigung der Koppelelemente erlaubt eine Bewegung eines Objekt-Trägerelements zum Transport von Objekten zu einer Arbeitsstation mit einer kurzen Prozesszeit, während ein anderes Objekt-Trägerelement an einer Arbeitsstation mit einer langen Prozesszeit verbleibt. Durch die Steuerung der Antriebseinheit des Objektträgers und der Betätigung der Koppelelemente werden die Objekt-Trägerelemente mit den Objekten in der gewünschten Bearbeitungsposition gegenüber der jeweiligen Arbeitsstation positioniert und können von einer Arbeitsstation zu einer anderen Arbeitsstation weiterbewegt werden.The actuation of the coupling elements allows movement of an object support member for transporting objects to a workstation with a short process time while another object support member remains at a workstation with a long process time. By controlling the drive unit of the slide and the actuation of the coupling elements, the object support elements are positioned with the objects in the desired processing position relative to the respective workstation and can be moved from one workstation to another workstation.
Da die Objekt-Trägerelemente nicht über eigene Antriebe verfügen, vereinfacht sich der Aufbau der Transporteinrichtung. Die Transporteinrichtung kann mit konventionellen Baugruppen realisiert werden. Die Verwendung von Standard-Maschinenteilen macht die Transporteinrichtung wartungsarm. Für einzelne Objekte lassen sich beliebige Wartezonen einrichten und auch zusätzliche Prozesse, beispielsweise die Reinigung von Objekten, lassen sich leicht in den Produktionsprozess integrieren.Since the object carrier elements do not have their own drives, the structure of the transport device is simplified. The transport device can be realized with conventional modules. The use of standard machine parts makes the transport device low maintenance. Individual waiting zones can be set up for individual objects, and additional processes, such as the cleaning of objects, can be easily integrated into the production process.
Bei der erfindungsgemäßen Transporteinrichtung ist sowohl für die Kopplung eines Objektträger-Elements an den Objektträger als auch die Kopplung des Objektträger-Elements an die ortsfeste Baugruppe nur ein Koppelelement vorgesehen, das nur zwei definierte Schaltstellungen einnehmen kann, d.h. die Kopplung des Objektträger-Elements an den Objektträger oder die ortsfeste Baugruppe. Auch wenn in diesem Zusammenhang von nur einem Koppelelement die Rede ist, werden darunter auch Koppelemente verstanden, die aus mehreren Einzelteilen bestehen können. In the transport device according to the invention, only one coupling element is provided both for the coupling of a slide element to the slide and the coupling of the slide element to the stationary assembly, which can occupy only two defined switching positions, ie the coupling of the slide element to the Slide or stationary assembly. Even if in this context of only one coupling element is mentioned, including coupling elements are understood that may consist of several items.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass für die Kopplung bzw. Entkopplung der Objekt-Trägerelemente an die bzw. von der ortsfesten Baugruppe eine vorgegebene Anzahl von umfangsmäßig verteilt angeordneten Ausnehmungen an der ortsfesten Baugruppe vorgesehen sind und für Kopplung bzw. Entkopplung der Objekt-Trägerelemente an den bzw. von dem drehbaren Objektträger eine vorgegebene Anzahl von Ausnehmungen an dem Objektträger vorgesehen sind. Die Anzahl der Ausnehmungen der ortsfesten Baugruppe kann der Anzahl der Ausnehmungen des Objektträgers entsprechen, wobei die Anzahl der Ausnehmungen der ortsfesten Baugruppe bzw. des Objektträgers, die Anzahl der Positionen festlegt, die das Objekt-Trägerelement einnehmen kann.A preferred embodiment provides that for the coupling or decoupling of the object carrier elements to or from the stationary assembly a predetermined number of circumferentially distributed recesses are provided on the stationary assembly and for coupling or decoupling of the object-carrier elements or from the rotatable slide a predetermined number of recesses are provided on the slide. The number of recesses of the fixed assembly may correspond to the number of recesses of the slide, wherein the number of recesses of the stationary assembly or of the slide defines the number of positions that the object support member can assume.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Koppelement ein erstes Eingriffelement auf, das in der ersten Schaltstellung in eine der Ausnehmungen der ortfesten Baugruppe greift, und das Koppelement weist ein zweites Eingriffelement auf, das in der zweiten Schaltstellung in eine der Ausnehmungen des Objektträgers greift. Das erste und zweite Eingriffelement sind fest miteinander verbunden, so dass die beiden Eingriffelemente mit nur einem Aktor in die beiden Stellungen bewegt werden können.In a preferred embodiment, the coupling element has a first engagement element which engages in one of the recesses of the stationary assembly in the first switching position, and the coupling element has a second engagement element which engages in one of the recesses of the object carrier in the second switching position. The first and second engagement element are firmly connected to each other, so that the two engagement elements can be moved with only one actuator in the two positions.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Ausnehmungen der ortfesten Baugruppe radial nach innen weisende Öffnungen und die Ausnehmungen des Objektträgers radial nach außen weisende Öffnungen aufweisen, wobei das erste und zweite Eingriffelement in einer radialen Richtung derart verschiebbar geführt sind, dass in der ersten Schaltstellung das erste Eingriffelement in eine der Ausnehmungen der ortfesten Baugruppe und in der zweiten Schaltstellung das zweite Eingriffelement in eine der Ausnehmungen des Objektträgers greift. Die Ausnehmungen können unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise einen rechteckförmigen oder kreisförmigen Querschnitt haben. Sie können auch an anderen Seiten geöffnet sein. Die Umschaltung kann bei dieser Ausführungsform dadurch erfolgen, dass das Koppelelement von dem Aktor auf einer horizontalen Achse vor- oder zurückgeschoben wird. Diese Ausführungsform hat einen besonders einfachen Aufbau. Es ist aber prinzipiell auch möglich, dass die Eingriffelemente von oben oder unten in nach oben oder unten geöffnete Ausnehmungen greifen.A particularly preferred embodiment provides that the recesses of the stationary assembly radially inwardly facing openings and the recesses of the slide radially outwardly facing openings, wherein the first and second engagement element are guided in a radial direction so displaceable that in the first switching position the first engagement element engages in one of the recesses of the stationary assembly and in the second switching position the second engagement element engages in one of the recesses of the object carrier. The recesses may be formed differently, for example, have a rectangular or circular cross-section. They can also be open on other sites. The switching can take place in this embodiment in that the coupling element is pushed forward or backward by the actuator on a horizontal axis. This embodiment has a particularly simple structure. However, it is also possible in principle that the engagement elements engage in upwardly or downwardly open recesses from above or below.
Die Koppelelemente sind vorzugsweise an Führungselementen längsverschiebbar geführt, wobei die Aktoren zum Bewegen der Koppelemente Kolben/Zylinder-Anordnungen sind, die mit einem Druckmittelmedium, insbesondere Druckluft, beaufschlagbar sind, so dass die Koppelelemente zwischen der ersten und zweiten Schaltstellung bewegbar sind. Es ist aber auch ein elektromagnetischer Stellantrieb möglich. Die Druckmittelversorgung bzw. elektrische Stromversorgung kann über Druckleitungen bzw. elektrische Leitungen erfolgen, die über eine Drehdurchführung zu einer Druckmittelquelle bzw. Stromquelle geführt werden.The coupling elements are preferably guided longitudinally displaceable on guide elements, wherein the actuators for moving the coupling elements are piston / cylinder arrangements, which can be acted upon by a pressure medium medium, in particular compressed air, so that the coupling elements between the first and second switching position are movable. But it is also an electromagnetic actuator possible. The pressure medium supply or electrical power supply can be effected via pressure lines or electrical lines, which are guided via a rotary feedthrough to a pressure medium source or current source.
Bei einer Ausführungsform, die sich durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet, sind die Kolben/Zylinder-Anordnungen doppelt wirkende Kolben/Zylinder-Anordnungen mit zwei gegenüberliegenden Kolbenflächen, die mit einem Druckmittelmedium beaufschlagbar sind, so dass das Koppelelement in die entgegengesetzten Richtungen bewegt werden kann.In one embodiment, which is characterized by a particularly simple structure, the piston / cylinder assemblies are double-acting piston / cylinder assemblies with two opposite piston surfaces, which are acted upon by a pressure fluid medium, so that the coupling element can be moved in the opposite directions ,
Die Objekt-Trägerelemente sind relativ zum Objektträger in einer Führungsbahn frei bewegbar geführt, so dass sie in Bezug auf ein ortsfestes Bezugssystem festgehalten werden können. Die Führungsbahn kann unterschiedlich ausgebildet sein. Allein entscheidend ist, dass sich die Objekt-Trägerelemente auf der Kreisbahn bewegen können.The object-carrier elements are guided freely movable relative to the slide in a guideway, so that they can be held in relation to a stationary reference system. The guideway can be designed differently. The only decisive factor is that the object carrier elements can move on the circular path.
Zur Aufnahme der Objekte weisen die Objekt-Trägerelemente vorzugsweise Aufnahmeelemente auf, in die oder auf die sich die Objekte ein- bzw. auflegen lassen. Dadurch sind die Objekte an den Objekt-Trägerelementen ausreichend fixiert.For receiving the objects, the object carrier elements preferably have receiving elements into which or on which the objects can be placed or placed. As a result, the objects are sufficiently fixed to the object-carrier elements.
Um die Objekt-Trägerelemente relativ zum Objektträger verschieben zu können, ist bei einer Ausführungsform auf einem Abschnitt der Kreisbahn ein Objekt-Trägerelement nicht angeordnet und auf den anderen Abschnitten der Kreisbahn ist jeweils ein Objekt-Trägerelement angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass auf mehreren Abschnitten der Kreisbahn keine Objekt-Trägerelemente angeordnet sind.In order to be able to displace the object carrier elements relative to the object carrier, in one embodiment, an object carrier element is not arranged on a section of the circular path and an object carrier element is arranged on the other sections of the circular path. But it is also possible that no object-carrier elements are arranged on several sections of the circular path.
Die Koppelelemente, die jeweils nur eine der beiden Schaltstellungen einnehmen können, haben den Vorteil, dass ein Betriebszustand, in dem ein Objekt-Trägerelement sowohl mit dem Objektträger als auch mit der ortsfesten Baugruppe in Eingriff ist, nicht auftreten kann. Dadurch verringert sich die Gefahr einer Kollision. The coupling elements, each of which can occupy only one of the two switching positions, have the advantage that an operating state in which an object carrier element engages both with the slide and with the stationary assembly can not occur. This reduces the risk of a collision.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass ein Verlust der Segmentkopplung nicht auftreten kann, da nur eine der beiden Schaltstellungen eingenommen werden kann. Folglich befindet sich das Objekt-Trägerelement in Bezug auf ein ortsfestes Referenzsystem oder die Arbeitsstationen, die die Objekt-Trägerelemente umgeben, immer in einer definierten Position. Wenn das Objekt-Trägerelement nicht durch das Koppelelement in wenigstens einer der beiden Positionen festgelegt wäre, könnte das Objekt-Trägerelement jede beliebige Zwischenposition einnehmen.Another advantage is that a loss of segment coupling can not occur because only one of the two switching positions can be taken. As a result, the object support is always in a defined position with respect to a fixed reference system or the workstations that surround the object support members. If the object support element were not fixed by the coupling element in at least one of the two positions, the object support element could assume any intermediate position.
Dieser Vorteil kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn nach einen Störfall, beispielsweise einem Stromausfall oder einem Not-Halt eine erneute Initialisierung der Transporteinrichtung erforderlich ist, um den Betrieb wieder aufzunehmen. Nach einem Stromausfall beispielsweise sind sämtliche Positionsdaten verloren. Daher ist es erforderlich, die Position der einzelnen Objekt-Trägerelemente neu zu bestimmen. Da die Objekt-Trägerelemente aber nicht mit dem Objektträger fest verbunden, sondern gegenüber dem Objektträger beweglich sind, ist die Bestimmung der Drehstellung des Objektträgers für die Positionsbestimmung der Objekt-Trägerelemente nicht ausreichend. Zwar wäre die Positionsbestimmung der Objekt-Trägerelemente in Bezug auf die ortsfeste Baugruppe bzw. die Arbeitsstationen mit geeigneten analogen Messwertgebern möglich, die Integration einer derartigen Sensorik und die Erfassung und Auswertung der Daten wäre aber relativ aufwendig. Die erfindungsgemäße Zwangskopplung mittels der Koppelelemente erlaubt hingegen eine relativ einfache Positionsbestimmung der Objekt-Trägerelemente.This advantage is particularly useful when after a fault, such as a power failure or an emergency stop a re-initialization of the transport device is required to resume operation. After a power failure, for example, all position data is lost. Therefore, it is necessary to redetermine the position of the individual object support members. However, since the object carrier elements are not firmly connected to the slide, but are movable relative to the slide, the determination of the rotational position of the slide for determining the position of the object-carrier elements is not sufficient. Although it would be possible to determine the position of the object carrier elements with respect to the stationary assembly or the workstations with suitable analog sensors, the integration of such a sensor system and the acquisition and evaluation of the data would be relatively expensive. By contrast, the positive coupling according to the invention by means of the coupling elements allows a relatively simple position determination of the object carrier elements.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung zur Bestimmung der Position der Objekt-Trägerelemente weist den einzelnen Objekt-Trägerelementen zugeordnete Positionssensoren auf, die umfangsmäßig verteilt angeordnet sind. Die Positionssensoren, die unterhalb der Objekt-Trägerelemente an der ortsfesten Baugruppe angeordnet sein können, sind derart ausgebildet, dass sie ein Positionssignal erzeugen, wenn sich ein Objekt-Trägerelement auf dem Objektträger in einer dem jeweiligen Sensor zugeordneten Position befindet oder sich ein Objekt-Trägerelement nicht in einer dem jeweiligen Sensor zugeordneten Position befindet.A preferred embodiment of the device for determining the position of the object carrier elements has the individual object carrier elements associated with position sensors, which are arranged distributed circumferentially. The position sensors, which can be arranged below the object carrier elements on the stationary assembly, are designed such that they generate a position signal when an object carrier element is located on the object carrier in a position assigned to the respective sensor or an object carrier element not in a position assigned to the respective sensor.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Positionssensoren induktive Sensoren, wobei an dem Objekt-Trägerelement ein von dem induktiven Sensor erfassbares Markierungselement angeordnet ist. Die Positionssensoren können auch optische Sensoren sein, die an der Form und/oder Farbe ein Markierungselement erkennen können, oder können auch taktile Sensoren sein.In a particularly preferred embodiment, the position sensors are inductive sensors, wherein on the object-carrier element a detectable by the inductive sensor marking element is arranged. The position sensors can also be optical sensors that can recognize a marking element on the shape and / or color, or can also be tactile sensors.
Die Einrichtung zur Bestimmung der Position der Objekt-Trägerelemente verfügt über eine Auswerteeinheit, die derart ausgebildet ist, dass ein die Position der Objekt-Trägerelemente beschreibender Datensatz erzeugt wird. Auf der Grundlage dieses Datensatzes kann die Steuereinheit eine Initialisierung des Systems beispielsweise nach einem Stromausfall, wenn sämtliche Positionsdaten verloren gegangen sind, vornehmen.The device for determining the position of the object carrier elements has an evaluation unit, which is designed such that a data record describing the position of the object carrier elements is generated. Based on this data set, the control unit may initialize the system, for example, after a power failure when all position data has been lost.
Bei der Positionsbestimmung ist zu berücksichtigen, dass die Reihenfolge der Objekt-Trägerelemente feststeht. Allerdings befindet sich ein Objekt-Trägerelement nicht in jedem Kreissegment, d. h. zwischen aufeinanderfolgenden Objekt-Trägerelementen kann eine Lücke vorhanden sein.When determining the position, it should be noted that the order of the object carrier elements is fixed. However, an object-carrier element is not in each circle segment, i. H. there may be a gap between successive object-carrier elements.
Die Auswertung der Positionssignale der Positionssensoren erlaubt die Bestimmung der Lage der Objekt-Trägerelemente, insbesondere die Bestimmung der Lage der Lücke zwischen aufeinanderfolgenden Objekt-Trägerelementen. Die Signalauswertung erweist sich als besonders einfach, da nur zwei mögliche Signalzustände auszuwerten sind. Die Auswertung der Positionssignale gibt aber noch keinen Hinweis darauf, wo sich das erste Objekt-Trägerelement der Reihe von Objekt-Trägerelementen befindet. Daher sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform eine Eingabeeinheit zur Eingabe der Position eines der Objekt-Trägerelemente, insbesondere die Eingabe der Position des ersten Objekt-Trägerelements in Bezug auf ein ortsfestes Referenzsystem vor. Die Eingabe eines anderen Objekt-Trägerelements ist auch möglich, da die Reihenfolge der Objekt-Trägerelemente und die Position der Lücke bekannt ist, so dass auch aus der Position eines anderen Objekt-Trägerelements die Position des ersten Objekt-Trägerelement bestimmt werden kann. Beispielsweise kann die Position des ersten Objekt-Trägerelements in Bezug auf eine der ortsfesten Arbeitsstationen eingegeben werden.The evaluation of the position signals of the position sensors allows the determination of the position of the object-carrier elements, in particular the determination of the position of the gap between successive object-carrier elements. The signal evaluation proves to be particularly simple, since only two possible signal states are to be evaluated. However, the evaluation of the position signals does not yet indicate where the first object carrier element of the row of object carrier elements is located. Therefore, a further preferred embodiment provides an input unit for inputting the position of one of the object carrier elements, in particular the input of the position of the first object carrier element with respect to a stationary reference system. The input of another object-carrier element is also possible because the order of the object-carrier elements and the position of the gap is known, so that also from the position of another object-carrier element, the position of the first object-carrier element can be determined. For example, the position of the first object-carrier element with respect to one of the fixed workstations can be entered.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wertet die Auswerteinheit der Einrichtung zur Bestimmung der Anordnung der Objekt-Trägerelemente das Positionssignal der Positionssensoren aus, wobei auf der Grundlage der eingegebenen Position eines der Objekt-Trägerelemente ein die Position der Objekt-Trägerelemente in Bezug auf ein ortsfestes Referenzsystem beschreibender Datensatz erzeugt wird. Dieser Datensatz kann dann für die Initialisierung des Systems verwendet werden. In diesem Zusammenhang werden unter einem Datensatz sämtliche Daten oder Signale verstanden, mit denen die Anordnung bzw. die Position der Objekt-Trägerelemente beschrieben wird.In a particularly preferred embodiment, the evaluation unit of the device for determining the arrangement of the object carrier elements evaluates the position signal of the position sensors, wherein on the basis of the input position of one of the object carrier elements, the position of the object Carrier elements with respect to a stationary reference system descriptive record is generated. This record can then be used to initialize the system. In this context, a data record is understood as meaning all data or signals with which the arrangement or the position of the object carrier elements is described.
Die Einrichtung zur Bestimmung der Position der Objekt-Trägerelemente ist vorzugsweise über eine Datenleitung mit einer Steuereinrichtung für die Antriebseinheit des Objektträgers verbunden, so dass die Steuerung der Antriebseinheit des Objektträgers auf der Grundlage des ermittelten Datensatzes erfolgen kann.The device for determining the position of the object carrier elements is preferably connected via a data line to a control device for the drive unit of the slide, so that the control of the drive unit of the slide on the basis of the determined record can be done.
Die erfindungsgemäße Produktionsanlage zur Herstellung von Produkten verfügt über eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Transporteinrichtungen. Entlang der Bewegungsbahn der Transporteinrichtung können eine Mehrzahl von Arbeitsstationen angeordnet werden. Jede Arbeitsstation kann zur Durchführung eines Arbeitsprozesses vorgesehen sein, der mindestens einen Arbeitsschritt umfasst. Die nicht abschließende Liste möglicher Beispiele für Arbeitsschritte kann beinhalten: Manipulieren, Zuführen, Abführen, mechanisches Bearbeiten, thermisches Bearbeiten, Befüllen, Reinigen, Stecken, Bestücken, Wiegen, Markieren. Die Arbeitsstationen können einen Arbeitsprozess an einem Objekt oder mehreren Objekten gleichzeitig durchführen.The production plant according to the invention for the production of products has one or more of the transport devices according to the invention. Along the path of movement of the transport device, a plurality of workstations can be arranged. Each workstation may be provided for performing a work process comprising at least one operation. The non-exhaustive list of possible examples of operations may include: manipulating, feeding, discharging, mechanical working, thermal working, filling, cleaning, plugging, loading, weighing, marking. The workstations can perform a work process on one or more objects simultaneously.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform findet die erfindungsgemäße Transporteinrichtung in einer Produktionsanlage zur Herstellung von mit einem medizinischen Produkt, insbesondere einem Arzneimittel, befüllten Behältnissen Verwendung, insbesondere zur Herstellung von medizinischen Lösungsbeuteln, beispielsweise Lösungsbeutel für die Peritonealdialyse oder die Akut-Hämodialyse oder die Infusionstechnik. Derartige Lösungsbeutel werden hergestellt, indem Beutelrohlinge mit einem Anschlussstück, beispielsweise einem sogenannten Schiffchen, versehen werden, und die mit dem Anschlussstück versehenen Beutel mit einer Lösung befüllt werden. Der Produktionsschritt der Befüllung des Beutels mit der Lösung stellt dabei den Schritt mit der längsten Prozesszeit dar. Die Prozesszeit der Befüllung wird durch den Durchmesser einer zur Befüllung verwendeten Füllnase und den Innendruck der Lösung begrenzt.In a particularly preferred embodiment, the transport device according to the invention is used in a production plant for the production of containers filled with a medical product, in particular a drug, in particular for the production of medical solution bags, for example solution bags for peritoneal dialysis or acute hemodialysis or infusion technology. Such solution bags are produced by providing bag blanks with a connection piece, for example a so-called shuttle, and filling the bag provided with the connection piece with a solution. The production step of filling the bag with the solution represents the step with the longest process time. The process time of the filling is limited by the diameter of a filling nose used for filling and the internal pressure of the solution.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.Hereinafter, an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:
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1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Transporteinrichtung, -
2 ein Blockschaltbild der Transporteinrichtung, -
3 den ersten Arbeitsschritt des Herstellungsverfahrens in schematischer Draufsicht, -
4 den zweiten Arbeitsschritt des Herstellungsverfahrens in schematischer Draufsicht, -
5 den dritten Arbeitsschritt des Verfahrens in schematischer Draufsicht, -
6 den vierten Arbeitsschritt des Verfahrens in schematischer Draufsicht, -
7 den fünften Arbeitsschritt des Verfahrens in schematischer Draufsicht, -
8 einen kleinen Arbeitstakt des sechsten Arbeitsschrittes des Verfahrens in schematischer Draufsicht, -
9 einen großen Arbeitstakt des sechsten Arbeitsschrittes des Verfahrens in schematischer Draufsicht, -
10 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Transporteinrichtung in der Draufsicht, -
11 eine Teilansichtder Transporteinrichtung von 10 in vergrößerter Darstellung, -
12 eine Umschalteinrichtung eines Objekt-Trägerelements der Transporteinrichtung in perspektivischer Darstellung, -
13 eine Seitenansicht der Umschalteinrichtung eines Objekt-Trägerelements,
-
1 a greatly simplified schematic representation of the transport device according to the invention, -
2 a block diagram of the transport device, -
3 the first step of the manufacturing process in a schematic plan view, -
4 the second step of the manufacturing process in a schematic plan view, -
5 the third step of the method in a schematic plan view, -
6 the fourth step of the method in a schematic plan view, -
7 the fifth step of the method in a schematic plan view, -
8th a small power stroke of the sixth step of the method in a schematic plan view, -
9 a large power stroke of the sixth step of the method in a schematic plan view, -
10 an embodiment of the transport device according to the invention in plan view, -
11 a partial view of the transport device of10 in an enlarged view, -
12 a switching device of an object carrier element of the transport device in a perspective view, -
13 a side view of the switching device of an object-carrier element,
Die Transporteinrichtung
Dem Objektträger
Die umfangsmäßig verteilt angeordneten Objekt-Trägerelemente
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die einzelnen Objekt-Trägerelemente
Die Transporteinrichtung
Den Objekt-Trägerelementen
Die Umschalteinrichtungen
Darüber hinaus verfügt die Transporteinrichtung
Die
Die Produktionsanlage umfasst mindestens eine der unter Bezugnahme auf
Die Antriebseinheit
Das beschriebene Verfahren zeichnet sich durch eine Kombination aus Einzeltakten für die Arbeitsstationen B, C, D mit kurzer Prozesszeit und Vielfachtakten für die Arbeitsstation A mit langer Prozesszeit aus. Dafür ist das Auffangen der Einzeltakte vor der Arbeitsstation A mit langer Prozesszeit und das Auffangen des Vielfachtaktes nach der Arbeitsstation A mit langer Prozesszeit erforderlich. Das Auffangen der Einzeltakte und des Vielfachtaktes erfolgt in Wartezonen WZ in Drehrichtung (im Uhrzeigersinn) vor und hinter der Arbeitsstation A mit langer Prozesszeit. Nachfolgend werden die einzelnen Arbeitsschritte beschrieben.The described method is characterized by a combination of individual clocks for the workstations B, C, D with a short process time and multiple clocks for the workstation A with a long process time. This requires the collection of the individual cycles before the workstation A with a long process time and the interception of the multiple cycle to the workstation A with a long process time required. The interception of the individual cycles and the multiple cycle takes place in waiting zones WZ in the direction of rotation (clockwise) in front of and behind the workstation A with a long process time. The individual steps are described below.
Im dritten Arbeitsschritt (
Im vierten Arbeitsschritt (
Aufnahmeelement
Im fünften Arbeitsschritt (
Nunmehr schließt sich der sechste Arbeitsschritt an, der einen kleinen Takt (
In dem sich an den kleinen Takt anschließenden großen Takt (
Im sechsten Arbeitsschritt ist die Summe aus der Taktzeit kurzer Takt tTK und der Taktzeit langer Takt tTL kleiner als die Gesamtprozesszeit kurzer Takt tGK (tTK+tTL<tGK).In the sixth step, the sum of the cycle time short cycle t TK and the cycle time long cycle t TL is less than the total process time short cycle t GK (t TK + t TL <t GK ).
Der oben beschriebene Prozess entspricht einer 5-fach Parallelschaltung des längsten Prozesses.The process described above corresponds to a 5-fold parallel connection of the longest process.
Bei der Auslegung der Produktionsanlage ergeben sich die folgenden Gesetzmäßigkeiten:
- tPK
- Prozesszeit kurzer Prozess
- tPL
- Prozesszeit langer Prozess
- tTK
- Taktzeit kurzer Takt
- tTL
- Taktzeit langer Takt
- tGK
- Gesamtprozesszeit kurzer Takt
- tGL
- Gesamtprozesszeit langer Takt
- S
- Skalierfaktor
- WZ
- Wartezone
- AOTE
- Anzahl Objekt-Trägerelemente
- AWZ
- Anzahl Wartezonen
- LP
- Prozess mit langer Prozesszeit
- KP
- Prozess mit kurzer Prozesszeit
- t PK
- Process time short process
- t PL
- Process time long process
- t TK
- Cycle time short cycle
- t TL
- Tact time long beat
- t GK
- Total process time short cycle
- t GL
- Total process time long cycle
- S
- scaling
- WZ
- waiting area
- A OTE
- Number of object carrier elements
- A WZ
- Number of waiting zones
- LP
- Process with a long process time
- KP
- Process with a short process time
Gesamtprozesszeit kurzer Takt:
Kurzer und langer Takt müssen zwingend innerhalb der Taktzeit des kurzen Taktes liegen:
Gesamtprozesszeit langer Takt:
Berechnung der notwendigen Vervielfachung des längsten Prozessschrittes:
Je nach Festlegung, welcher Anlagenteil Engpass der gesamten Anlage sein soll, muss S auf- oder abgerundet werden.Depending on the definition of which part of the plant should be the bottleneck of the entire system, S must be rounded up or down.
Anzahl gekoppelter Objektträger pro Kreissegment:
Anzahl Objekt-Trägerelemente pro System:
Anzahl WZ pro System:
Awz≥2 (pro Wechsel von kurzen Prozess zu langem Prozess WZ notwendig, pro Wechselvon langem Prozess zu kurzem Prozess WZnotwendig)Number of tools per system:
A wz ≥2 (per change from short process to long process tool necessary, per change from long process to short process tool necessary)
In
Die Objekt-Trägerelemente
Die Objekt-Trägerelemente
Die Schalteinrichtung
Zum Verschieben des Koppelelements
Dem ersten Eingriffelement
Die
In der ersten Schaltstellung greift das erste Eingriffelement
Die Steuereinrichtung
Die Transporteinrichtung
Die Einrichtung
Die Positionssensoren
Darüber hinaus weist die Einrichtung
Die Drehstellung des Objektträgers
Nach einem Stromausfall beispielsweise muss das System neu initialisiert werden, da sämtliche Positionsdaten verloren sind. Hierfür stellt die Einrichtung
Die Reihenfolge der Objekt-Trägerelemente
Die Positionserfassung setzt voraus, dass die Positionssensoren
Die Auswerteeinheit
Von der Eingabeeinheit
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |